牛津大学高级研究员在Diamond研究下一代可充电电池材料

牛津大学高级研究员RobertHouse在 Diamond 研究下一代可充电电池材料，他被福布斯杂志选为欧洲科学和医疗保健领域 30 位 30 岁以下值得关注的著名人物之一。福布斯的作者和编辑梳理了数以千计的在线投稿，并挖掘了行业资源、学术界、风投和列出校友的建议。然后，福布斯工作人员和一组独立的专家评委根据资金、收入、社会影响、规模、创造力和潜力等各种因素对候选人进行评估。

罗伯特领导着一个研究小组，专注于电池材料科学中以应用为灵感的研发 (R&D)。2021 年，他从皇家工程院获得了 50 万英镑的研究金资助，并从牛津大学获得了 5 万英镑的奖学金，用于启动一项研究计划，以开发创新、可持续的钠离子电池材料。这些组织希望开发钠离子电池，作为锂的更便宜、更容易获取的替代品。这些有望比传统的锂离子电池成本低得多，并且不依赖锂和钴等资源受限的元素。该小组一直在与英国的同步加速器合作，

同事们鼓励罗伯特提出他的名字以供考虑，并很快被列入候选名单，并被邀请提供有关他的研究、抱负、奖项、荣誉、出版物和专利的更多信息。评论他的选择和抱负;“我很高兴能跻身于 30 岁以下的欧洲顶尖年轻科学家和创新者之列。为应对气候危机，我们必须紧急停止在车辆中燃烧汽油和柴油。电动汽车 (EV) 是下一个最佳替代品，但它们目前依赖锂离子电池技术，这种技术价格昂贵，可占购车成本的一半。为了制造更实惠的电动汽车，并减少我们对关键元素的依赖，我们必须超越锂离子电池，转向其他可充电电池。电池的未来正在到来：

该小组使用 Diamond 的 I21 RIXS 光束线。这是一条专用的共振非弹性软 X 射线散射 (RIXS) 光束线，可在材料上提供高度单色化、聚焦和可调谐的 X 射线束。它提供了一个强大的工具，能够探测氧参与电荷存储反应时电子结构的变化。“在过去的几年里，与 I21 的光束线团队、Peter Bruce 教授及其团队以及法拉第研究所的 CATMAT 项目研究人员一起，我们使用 RIXS 来详细了解氧气能够储存的机制能量在阴极可逆。我们已经能够确定两种独特的机制，如果以正确的方式使用它们可以提高阴极材料的能量密度，”罗伯特解释道。

他补充说，虽然钠离子电池是一个有吸引力的选择，因为它们可以廉价且完全由地球上丰富的元素制成，但它们的性能仍然落后于锂电池。钠的一个主要限制是阴极材料，因为大多数储存的能量不如锂。罗伯特的团队正在为钠离子电池寻找全新的阴极材料，这些阴极材料由盐和铁锈等地球上丰富的前体制成。通过使用新颖的合成方法将这些矿物质结合在一起，他们瞄准了新的化合物，这些化合物应该表现出与最先进的锂离子阴极(例如磷酸铁锂 (LiFePO 4 ) 电池)相当的性能。

常规电池阴极的工作原理是使用结构中的过渡金属离子在锂离子或钠离子穿梭进出时存储和释放电子。该小组正在研究的新型钠离子材料能够利用材料中的氧离子储存额外的电子——这可能有助于克服钠阴极面临的能量密度限制。